"Makroskopische Abbildung des Eisenbahnbetriebs in Modellen zur langfristigen Infrastrukturplanung";
Dissertation 24.08.2004
Stichwörter: Eisenbahnwissenschaft, Infrastrukturplanung, Makroskopische Verkehrsmodelle, Software, Leistungsuntersuchung, Kapazitätsengpässe, Zeitscheiben
Aufgrund ihrer langen Nutzungsdauer sollte Eisenbahninfrastruktur so gestaltet werden, dass sie auch den langfristig zu erwartenden betrieblichen Anforderungen gerecht wird. Die zu-künftige Belastung der Infrastruktur kann im Allgemeinen jedoch nur auf Basis unscharfer Prognosedaten abgeschätzt werden, da zum Zeitpunkt der Planung noch keine genauen Be-triebsprogramme oder Fahrpläne bekannt sind.
Die Unschärfe der Planungsgrundlage führt zu einer bevorzugten Anwendung makroskopi-scher Modelle, in denen aggregierte Eingabegrößen verwendet werden. Durch die Aggregati-on der Daten lassen sich die Datenpflege und der Rechenaufwand selbst in großen Netzen auf ein überschaubares Maß begrenzen.
In dieser Arbeit wird ein Verfahren vorgestellt, das auf Basis prognostizierter Verkehrsauf-kommen und erwarteter Produktionsstrukturen im Güter- und Personenverkehr die zukünfti-gen Betriebsprogramme auf dem Gesamtnetz eines Eisenbahninfrastrukturunternehmens ab-schätzt. Die Belastungszustände des Netzes werden dabei nach Zeitscheiben differenziert be-trachtet, um zeitlich begrenzte Kapazitätsengpässe infolge temporärer Spitzenbelastungen genauer identifizieren zu können.
Betriebliche Vorgänge wie z. B. Zugfahrten werden als abstrahierte Ereignisse mit einer zeit-lichen Unschärfe aufgefasst. Das Auftreten eines Zuges an einem Ort der Infrastruktur wird zeitscheibenbezogen durch eine stochastische Wahrscheinlichkeit angegeben.
Die Identifizierung kapazitiver Engpässe im Netz erfolgt durch eine vereinfachte analytische Leistungsuntersuchung, indem der Belegungsgrad von Teilstrecken und die mittlere Pufferzeit zwischen aufeinanderfolgenden Zügen als Kenngrößen zur Abschätzung der Betriebsqualität herangezogen werden.
Die Funktionsweise des Verfahrens wird anhand der Berechnung von Szenarien demonstriert, die von unterschiedlichen Einflussfaktoren ausgehen. Um den Einfluss der Zeitscheibeneintei-lung auf die Identifizierung von Kapazitätsengpässen zu demonstrieren, werden Zeitscheiben-Varianten untersucht. Daraus lassen sich Empfehlungen zur sinnvollen Einteilung eines Ver-kehrstages in Zeitscheiben ableiten. Unter Berücksichtigung dieser Einteilung bietet das Ver-fahren eine zuverlässige Unterstützung bei der langfristigen Planung von Infrastruktur.